DE3931212A1 - SPRAYING DEVICE WITH TARGETS ARRANGED TO ONE OTHER - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets, d.h., eine Vor richtung zum Ausbilden eines dünnen Filmes auf einem Substrat, die nach dem Verfahren der Zerstäubung von einander zugewandten Targets arbeitet.The invention relates to an atomizing device Targets arranged facing each other, i.e., a front direction for forming a thin film on a substrate, those after the process of atomizing each other facing targets works.
Als Verfahren zum Ausbilden von dünnen Filmen sind das Unter druckauftragsverfahren, das Zerstäubungsverfahren usw., be kannt. Das Zerstäubungsverfahren wird in weitem Umfang dazu benutzt, einen dünnen Film aus einem Substrat aus Polymethyl methacrylat PMMA zu bilden, da sich ein enger Kontakt zwischen dem Substrat und dem in dieser Weise ausgebildeten dünnen Film ergibt. Ein amorpher dünner Film aus einer Legierung aus seltenen Erden und Übergangsmetallen, der nach dem Zerstäubungsverfahren ausgebildet wird, wird bei einem löschbaren magneto-optischen Aufzeichnungsträger verwandt. As a method of forming thin films, the sub are print order process, atomization process, etc., be knows. The atomization process is becoming widely used used, a thin film of a substrate made of polymethyl to form methacrylate PMMA because there is close contact between the substrate and the one formed in this way results in thin film. An amorphous thin film from one Alloy of rare earths and transition metals, according to the atomization process is trained at a erasable magneto-optical record carrier related.
Das Zerstäubungsverfahren läuft in der folgenden Weise ab: Positive Ionen eines Edelgases, wie beispielsweise Argon Ar, die zunächst durch eine Glühentladung erzeugt werden, werden zu einer Kathode oder einem Target beschleunigt und treffen dann auf das Target. Gleichzeitig werden neutrale Atome und teilweise auch Ionen von der Targetoberfläche in eine Unter druckkammer aufgrund des dazwischen erfolgenden Impulsaus tausches entfernt. Die freigesetzten oder zerstäubten Atome und Ionen werden anschließend auf einem bestimmten Substrat niedergeschlagen, das in der Unterdruckkammer angeordnet ist.The atomization process works in the following way: Positive ions of a noble gas, such as argon Ar, which are initially generated by a glow discharge accelerated to a cathode or target and hit then on the target. At the same time, neutral atoms and partly also ions from the target surface into a sub pressure chamber due to the impulse in between exchange away. The released or atomized atoms and ions are then on a particular substrate deposited, which is arranged in the vacuum chamber.
Fig. 1 zeigt eine herkömmlihe Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets, die nach dem Zerstäubungsverfahren arbeitet. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind zwei Targetplatten 5 jeweils mit zwei Targethaltern 6 verbunden und auf diesen angeordnet, die an beiden inneren Enden eines luftdichten Behälters 1 so befestigt sind, daß die Targetplatten 5 einander zugewandt sind. Die Targethalter 6 sind elektrisch gegenüber dem luftdichten Behälter 1 isoliert. Zwei Dauermagnete 8 sind in den Targethaltern 6 so aufgenommen, daß sie dazwischen ein Magnetfeld im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Targetplatten 5 erzeugen. Ein Substrat 11 ist nahe am Magnetfeld, das einen Plasmabereich 20 bildet, so angeordnet, daß es diesem Magnetfeld vorzugs weise zugewandt ist. Eine Energiequelle 10 ist mit den beiden Targetplatten 5 jeweils verbunden. Der luftdichte Behälter 1 liegt an Masse. Durch Anlegen einer Spannung über den Behälter 1 und die Targetplatten 5 wird eine Glühent ladung zwischen dem Behälter 1 und den Platten 5 erzeugt. Die Stärke und das Ausmaß des gebildeten magnetischen Feldes kann dadurch gesteuert werden, daß die Stärke des Stromes reguliert wird, der durch die Spule 22 fließt, die um den luftdichten Behälter 1 herum an der Außenseite angeordnet ist. Fig. 1 shows a conventional atomization device with mutually facing targets, which works according to the atomization process. As shown in Fig. 1, two target plates 5 are each connected to and arranged on two target holders 6 , which are attached to both inner ends of an airtight container 1 so that the target plates 5 face each other. The target holders 6 are electrically insulated from the airtight container 1 . Two permanent magnets 8 are accommodated in the target holders 6 in such a way that they generate a magnetic field between them essentially perpendicular to the surface of the target plates 5 . A substrate 11 is arranged close to the magnetic field, which forms a plasma region 20 , so that it preferably faces this magnetic field. An energy source 10 is connected to the two target plates 5, respectively. The airtight container 1 is grounded. By applying a voltage across the container 1 and the target plates 5 , a glow discharge is generated between the container 1 and the plates 5 . The strength and extent of the magnetic field formed can be controlled by regulating the strength of the current flowing through the coil 22 which is arranged around the airtight container 1 on the outside.
Die von beiden Targetplatten 5 durch Anlegen der Spannung abgegebenen Elektronen werden zwischen den Targetplatten 5 aufgrund des Magnetfeldes eingeschlossen, um die Ionisation des Edelgases zu fördern und dadurch einen Plasmabereich 20 zu bilden. Die positiven Ionen des Edelgases, die im Plasma bereich 20 vorhanden sind, werden zu den Targetplatten 5 beschleunigt, so daß diese beschleunigten Teilchen heftig auf die Targetplatten 5 auftreffen. Das Bombardement der Target platten 5 durch die beschleunigten Teilchen des Edelgases und deren Ionen bewirkt, daß Atome des Materials austreten, aus dem die Platten 5 bestehen. Das Substrat 11, auf dem ein dünner Film auszubilden ist, ist um den Plasmabereich 20 angeordnet, so daß ein Beschuß der Ebene des dünnen Filmes durch diese hochenergetischen Teilchen und Ionen vermieden wird, da der Plasmabereich 20 durch das Magnetfeld wirksam eingeschlossen ist.The electrons emitted by both target plates 5 by applying the voltage are trapped between the target plates 5 due to the magnetic field in order to promote the ionization of the noble gas and thereby to form a plasma region 20 . The positive ions of the noble gas, which are present in the plasma area 20 , are accelerated to the target plates 5 , so that these accelerated particles hit the target plates 5 violently. The bombardment of the target plates 5 by the accelerated particles of the noble gas and their ions causes atoms of the material from which the plates 5 are made to escape. The substrate 11 , on which a thin film is to be formed, is arranged around the plasma region 20 so that bombardment of the plane of the thin film by these high-energy particles and ions is avoided since the plasma region 20 is effectively enclosed by the magnetic field.
In dieser Weise werden Metallatome der Targetplatten 5 auf dem Substrat 11 ohne unerwünschte Temperaturerhöhung des Substrates und ohne Fehler in dem gebildeten dünnen Film und/oder ohne Beschädigung der Oberfläche des Substrates niedergeschlagen.In this way, metal atoms of the target plates 5 are deposited on the substrate 11 without an undesirable increase in the temperature of the substrate and without defects in the thin film formed and / or without damaging the surface of the substrate.
Bei einer derartigen Zerstäubungsvorrichtung kann die Zusam mensetzung des dünnen Legierungsfilmes dadurch geändert werden, daß entweder mehrere in ihrer Zusammensetzung voneinander verschiedene Targets ausgetauscht werden, oder daß ein zusammengesetztes Target verwandt wird, das mehrere Oberflächenbereiche hat, die aus verschiedenen Metall materialien bestehen.With such an atomizing device, the together changed the composition of the thin alloy film be that either several in their composition mutually different targets are exchanged, or that a composite target is used, the multiple Has surface areas that are made of different metal materials exist.
Bei einer derartigen herkömmlichen Zerstäubungsvorrichtung besteht jedoch das Problem, daß der Austausch der Targets mit aufwendigen, von Hand aus auszuführenden Arbeitsvor gängen verbunden ist und viel Zeit in Anspruch nimmt. Weiterhin ist es nicht leicht, ein derartiges zusammenge setztes Target herzustellen.With such a conventional atomizing device however, there is a problem that the exchange of targets with elaborate work to be carried out by hand is connected and takes a lot of time. Furthermore, it is not easy to put one together to set the target.
Durch die Erfindung soll daher eine Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets geschaffen werden, die das Verhältnis der Bestandteile des dünnen Filmes ohne eine umfangreiche Behandlung steuern kann, während der dünne Film auf das Substrat niedergeschlagen wird.The invention therefore aims to provide an atomizing device created with mutually facing targets be the ratio of the components of the thin Can control film without extensive treatment, while the thin film is deposited on the substrate becomes.
Das wird gemäß der Erfindung mit einer Zerstäubungsvorrich tung mit einander zugewandt angeordneten Targets erreicht, die einen luftdichten Behälter, in den ein Edelgas einführ bar und von dem das Edelgas abführbar ist, zwei Target platten, die an gegenüberliegenden Enden im Abstand von einander im luftdichten Behälter jeweils so angeordnet sind, daß sie einander zugewandt sind und einen Plasmabereich dazwischen bilden, zwei Magnete, die jeweils neben den Targetplatten so angeordnet sind, daß Pole mit verschiedener Polarität der Magnete quer über den Plasmabereich einander zugewandt angeordnet sind, um dadurch ein Magnetfeld im Plasmabereich zwischen den Targetplatten zu erzeugen, und einen Substrathalter umfaßt, der nahe am Plasmabereich an geordnet ist, wobei der Substrathalter ein Substrat hält, auf dem ein dünner Film niederzuschlagen ist, und weiterhin eine erste variable Energiequelle zum Anlegen einer ersten elektrischen Energie zwischen eine der Targetplatten und den Behälter, und eine zweite variable Energiequelle zum An legen einer zweiten elektrischen Energie zwischen die andere Targetplatte und den Behälter vorgesehen sind, und die erste und die zweite variable Energiequelle die erste und die zweite elektrische Energie unabhängig voneinander variieren können.This is according to the invention with an atomizing device achieved with mutually facing targets, which is an airtight container into which an inert gas is introduced bar and from which the noble gas can be removed, two targets plates that are at opposite ends at a distance of are each arranged in the airtight container so that they face each other and a plasma area in between, form two magnets, each next to the Target plates are arranged so that poles with different Polarity of the magnets across the plasma area to each other are arranged facing to thereby create a magnetic field in the Generate plasma area between the target plates, and comprises a substrate holder which is close to the plasma region is ordered, the substrate holder holding a substrate, on which a thin film is to be deposited, and continues a first variable energy source for applying a first electrical energy between one of the target plates and the Container, and a second variable energy source for on put a second electrical energy between the other target plate and the container are provided, and the first and the second variable energy source the first and the second electrical energy independently can vary.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:The following is based on the associated drawing particularly preferred embodiment of the invention described in more detail. Show it:
Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht eine herkömmliche Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets, Fig. 1 is a schematic sectional view of a conventional sputtering apparatus with facing each other disposed targets,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets, und Fig. 2 is a schematic sectional view of the exemplary embodiment from the atomizing device according to the invention with mutually facing targets, and
Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Be ziehung zwischen der einem Tb-Target ge lieferten elektrischen Energie und den Tb- Anteilswerten eines sich ergebenden dünnen Tb-Fe-Co-Legierungsfilmes, der mit dem Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Zerstäubungsvorrichtung erhalten wird. Fig. 3 is a graph showing the relationship between the Tb target ge supplied electrical energy and the Tb percentage values of a resultant thin Tb-Fe-Co alloy film obtained with the embodiment of the sputtering device according to the invention.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets. Diese Vorrichtung weist einen zylindrischen luft dichten Behälter 1 auf, dessen beide Enden geschlossen sind, so daß ein innerer Hohlraum gebildet ist. Der luftdichte Behälter 1 ist mit einer Magnetfeldspule 22 (nicht darge stellt) an seiner Seitenfläche versehen, um das Magnetfeld in seinem Innenraum zu steuern. Ein Edelgaskanal 2 ist an der Seitenwand des Behälters 1 vorgesehen, um ein Edelgas, wie beispielsweise Ar-Gas, von außen in den Innenraum einzuführen. Ein Auslaßrohr 3, das mit einer Saugpumpe und einer Diffusionspumpe verbunden ist, ist gleichfalls an der Seitenwand des Behälters 1 vorgesehen, um die Abgase nach außen zu belüften und dadurch einen Unterdruck im Innenraum beizubehalten. Fig. 2 shows an embodiment of the atomizing device according to the invention with mutually facing targets. This device has a cylindrical airtight container 1 , the two ends of which are closed, so that an inner cavity is formed. The airtight container 1 is provided with a magnetic field coil 22 (not shown) on its side surface to control the magnetic field in its interior. A noble gas channel 2 is provided on the side wall of the container 1 in order to introduce a noble gas such as Ar gas from the outside into the interior. An outlet pipe 3 , which is connected to a suction pump and a diffusion pump, is also provided on the side wall of the container 1 in order to vent the exhaust gases to the outside and thereby maintain a negative pressure in the interior.
Zwei Zerstäubungsquellenhalterungen 4 sind an gegenüber liegenden Stellen im Behälter 1 jeweils befestigt oder plattiert, wobei jede Halterung 4 durch ein Isolierelement 1 a elektrisch gegenüber dem Behälter 1 isoliert ist. Die Halterung 4 umfaßt einen zylindrischen hohlen Tartgethalter 6, an dessen Stirnfläche eine Targetplatte 5 gehalten ist, und zwei Kühlmittelkanäle 7 zum Einführen von Kühlwasser in den Hohlraum, um die Targetplatte 5 zu kühlen. Die beiden Targetplatten 5 sind jeweils an den Zerstäubungsquellen halterungen 4 so angebracht, daß sie einander zugewandt sind und einen Abstand D voneinander haben. An der inneren Seitenwand jedes Targethalters 6 ist ein rohrförmiger Permanentmagnet 8 neben der Targetplatte 5 an deren Rückseite angeordnet. Die beiden Permanentmagnete 8 sind so angeordnet, daß Pole verschiedener Polarität der Permanentmagnete 8 so zueinander ausgerichtet sind, daß ein Magnetfeld quer über den Raum zwischen den Targetplatten 5 gebildet wird.Two Zerstäubungsquellenhalterungen 4 are respectively fixed at opposite positions in the container 1 or plated with, each holder 4 is electrically insulated by an insulating member 1 a relative to the container. 1 The holder 4 comprises a cylindrical hollow target holder 6 , on the end face of which a target plate 5 is held, and two coolant channels 7 for introducing cooling water into the cavity in order to cool the target plate 5 . The two target plates 5 are each attached to the atomization sources holders 4 so that they face each other and have a distance D from each other. A tubular permanent magnet 8 is arranged on the inner side wall of each target holder 6 next to the target plate 5 on the rear side thereof. The two permanent magnets 8 are arranged such that poles of different polarity of the permanent magnets 8 are aligned with one another such that a magnetic field is formed across the space between the target plates 5 .
Ein Substrathalter 12 zum Halten eines Substrates 11, auf dem ein dünner Film niederzuschlagen ist, ist um den Raum, der zwischen den Targetplatten 5 begrenzt ist, d.h. um den Plasmabereich 20 herum angeordnet,in dem ein Plasma durch das Magnetfeld gehalten und aufrechterhalten wird derart, daß das Substrat 11 dem Plasmabereich 20 im wesentlichen parallel zur Mittelline (strichpunktierte Linie) der Targetplatten 5 zugewandt ist. Der Substrathalter 12 ist mit einem Kühlkanal 13 zum Einführen von Kühlwasser in den Hohlraum versehen, um das Substrat 11 zu kühlen.A substrate holder 12 for holding a substrate 11 on which a thin film is to be deposited is arranged around the space which is limited between the target plates 5 , ie around the plasma region 20 , in which a plasma is held and maintained by the magnetic field that the substrate 11 faces the plasma region 20 essentially parallel to the center line (dash-dotted line) of the target plates 5 . The substrate holder 12 is provided with a cooling channel 13 for introducing cooling water into the cavity in order to cool the substrate 11 .
Eine zylindrische Anode 9 ist um jeden Targethalter 6 herum angeordnet und elektrisch gegenüber dem Targethalter 6 und der Targetplatte 5 isoliert und weiterhin über den Behälter 1 geerdet. An einer Zerstäubungsquellenhalterung 4 ist die entsprechende Targetplatte 5 elektrisch über den Targethal ter 6 mit einer ersten variablen Energiequelle 10 a verbunden, die eine negative Spannung oder eine erste elektrische Energie zwischen die Platte 5 und den Behälter 1 legt. Die andere Targetplatte 5 der anderen Zerstäubungsquellen halterung 4 ist andererseits mit einer zweiten variablen Energiequelle 10 b verbunden, die eine negative Spannung oder eine zweite elektrische Energie zwischen die Platte 5 und den Behälter 1 legt, wobei die zweite variable Energiequelle 10 b bezüglich ihrer Ausgangsspannung oder Ausgangsenergie unabhängig von der ersten variablen Energiequelle 10 a steuerbar ist. Der Substrathalter 12 ist elektrisch gegenüber dem Behälter 1 und gegenüber den Zerstäubungsquellen halterungen 4 isoliert.A cylindrical anode 9 is arranged around each target holder 6 and is electrically insulated from the target holder 6 and the target plate 5 and is further grounded via the container 1 . At an atomization source holder 4 , the corresponding target plate 5 is electrically connected via the target holder 6 to a first variable energy source 10 a , which places a negative voltage or a first electrical energy between the plate 5 and the container 1 . The other target plate 5 of the other atomization source holder 4 is on the other hand connected to a second variable energy source 10 b , which puts a negative voltage or a second electrical energy between the plate 5 and the container 1 , the second variable energy source 10 b with respect to its output voltage or Output energy can be controlled independently of the first variable energy source 10 a . The substrate holder 12 is electrically isolated from the container 1 and from the atomization sources holders 4 .
Die erste und die zweite variable Energiequelle 10 a und 10 b liefern jeweils unabhängige Energien den beiden Target platten 5, so daß zwischen der Seitenwand des luftdichten Behälters 1 und den Targetplatten 5 eine Glühentladung hervorgerufen wird, um einen Plasmabereich 20 aus Argon zu erzeugen. Unter Verwendung von Permanentmagneten 8 mit einer ausreichenden magnetischen Kraft wird das zwischen den einander zugewandt angeordneten Targetplatten 5 erzeugte Plasma im Plasmabereich eingegrenzt, so daß es das Substrat 11 nicht erreicht. In dieser Weise wird das Plasma durch die magnetische Kraft gesteuert. Bei der oben beschriebenen Zerstäubungsvorrichtung werden die von den Targetplatten 5 ausgegebenen Atome nur auf der Oberfläche des Substrates 11 niedergeschlagen, um einen dünnen Film aus den Materialien der Targetplatten 5 darauf auszubilden.The first and second variable energy sources 10 a and 10 b each deliver independent energies to the two target plates 5 , so that a glow discharge is caused between the side wall of the airtight container 1 and the target plates 5 in order to generate a plasma region 20 made of argon. Using permanent magnets 8 with a sufficient magnetic force, the plasma generated between the mutually facing target plates 5 is confined in the plasma area so that it does not reach the substrate 11 . In this way, the plasma is controlled by the magnetic force. In the sputtering device described above, the atoms discharged from the target plates 5 are deposited only on the surface of the substrate 11 to form a thin film of the materials of the target plates 5 thereon.
Unter Verwendung einer derartigen Zerstäubungsvorrichtung wurde ein dünner Film aus einer Tb-Fe-Co-Legierung auf einem Substrat 11 aus Polymetyhlmetacrylat ausgebildet. Using such a sputtering device, a thin film of a Tb-Fe-Co alloy was formed on a substrate 11 made of polymethylene methacrylate.
In einer Zerstäubungsquellenhalterung 4 wurde ein Tb-Target am Targethalter 6 angebracht, der mit einer ersten Energie quelle 10 a verbunden ist. In der anderen Zerstäubungsquellen halterung 4 wurde ein Fe-Co-Target am anderen Targethalter 6 angebracht, der mit einer zweiten Energiequelle 10 b verbunden ist.In a atomization source holder 4 , a Tb target was attached to the target holder 6 , which is connected to a first energy source 10 a . In the other atomization source holder 4 , an Fe-Co target was attached to the other target holder 6 , which is connected to a second energy source 10 b .
Die Gase im Inneren des luftdichten Behälters 1 wurden durch die Pumpen abgesaugt, und es wurde ein Unterdruck gebildet. Anschließend wurde ein Ar-Gas dem Behälter 1 zugeführt und auf 3 mTorr gehalten.The gases inside the airtight container 1 were sucked out by the pumps and a negative pressure was generated. An Ar gas was then supplied to container 1 and kept at 3 mTorr.
Die Energien der ersten und der zweiten Energiequelle 10 a, 10 b wurden in gleicher Weise auf einen bestimmten Wert er höht, um eine Glühentladung zu bewirken.The energies of the first and second energy sources 10 a , 10 b were raised to a certain value in the same way in order to cause a glow discharge.
Während die von der zweiten Energiequelle 10 b, die mit dem Fe-Co-Target verbunden war, gelieferte zweite elektrische Energie konstant bei 3 kW gehalten wurde, wurde die von der ersten Energiequelle 10 a, die mit dem Tb-Target verbunden war, gelieferte erste Energie in einem Bereich von 1 bis 5 kW geändert. In dieser Weise wurden verschiedene dünne Tb-Fe-Co-Filme mit verschiedenen Tb-Anteilen auf mehreren separaten Substraten erhalten.While the second electrical energy supplied by the second energy source 10 b , which was connected to the Fe-Co target, was kept constant at 3 kW, that from the first energy source 10 a , which was connected to the Tb target, was supplied first energy changed in a range from 1 to 5 kW. In this way, various thin Tb-Fe-Co films with different Tb contents were obtained on several separate substrates.
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen den einem Tb-Target ge lieferten elektrischen Energien und den Tb-Anteilen der sich ergebenden dünnen Filme aus einer Tb-Fe-Co-Legierung, die mit dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerstäubungs vorrichtung erhalten wurden. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist die einem Tb-Target gelieferte elektrische Energie im wesentlichen proportional zum Tb-Anteil in den sich ergebenden dünnen Filmen aus einer Tb-Fe-Co-Legierung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung kann der Tb-Anteil der sich ergeben den dünnen Filme aus einer Tb-Fe-Co-Legierung innerhalb eines Bereiches von 10 bis 40% gesteuert werden. Fig. 3 shows the relationship between the Tb target ge supplied electrical energies and the Tb proportions of the resulting thin films of a Tb-Fe-Co alloy obtained with the embodiment of the sputtering device according to the invention. As shown in FIG. 3, the electrical energy delivered to a Tb target is substantially proportional to the Tb content in the resulting Tb-Fe-Co alloy thin films. In the illustrated embodiment of the atomizing device according to the invention, the Tb content of the resulting thin films made of a Tb-Fe-Co alloy can be controlled within a range of 10 to 40%.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden als erste und zweite Energiequelle 10 a, 10 b gleiche Strom quellen verwandt, die unabhängig voneinander gesteuert werden.In the exemplary embodiment described above, the same current sources are used as first and second energy sources 10 a , 10 b , which are controlled independently of one another.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem eine Energie quelle verwandt wird, die mit zwei Änderungseinrichtungen zum Ändern der elektrischen Energien, wie beispielsweise zwei variablen Widerständen, verbunden ist, sind die beiden Widerstände mit den beiden Targetplatten 5 über Targethalter 6 verbunden, um unabhängig voneinander verschiedene Energien den Targetplatten 5 zu liefern.In a further exemplary embodiment, in which an energy source is used, which is connected to two change devices for changing the electrical energies, such as two variable resistors, the two resistors are connected to the two target plates 5 via target holders 6 in order to be different from one another Energies to deliver the target plates 5 .
Die erste und die zweite Energiequelle 10 a, 10 b oder die beiden Energie liefernden Einrichtungen können elektrische Gleichstromquellen oder hochfrequente Wechselstromquellen sein. Das heißt mit anderen Worten, daß eine Kombination aus einer ersten Energiequelle 10 a in Form einer Gleichstrom quelle und einer zweiten Energiequelle 10 b in Form einer hochfrequenten Wechselstromquelle verwandt werden kann. Eine andere Kombination aus einer ersten Energiequelle 10 a in Form einer hochfrequenten Wechselstromquelle und einer zweiten Energiequelle 10 b in Form einer Gleichstromquelle kann gleichfalls verwandt werden. Natürlich können auch beide Energiequellen 10 a, 10 b hochfrequente Wechselstrom quellen sein.The first and second energy sources 10 a , 10 b or the two energy-supplying devices can be electrical direct current sources or high-frequency alternating current sources. In other words, a combination of a first energy source 10 a in the form of a direct current source and a second energy source 10 b in the form of a high-frequency alternating current source can be used. Another combination of a first energy source 10 a in the form of a high-frequency alternating current source and a second energy source 10 b in the form of a direct current source can also be used. Of course, both energy sources 10 a , 10 b can be high-frequency alternating current sources.
Wie es oben erwähnt wurde, hat die erfindungsgemäße Zestäubungsvorrichtung eine erste und eine zweite Energie quelle 10 a, 10 b, die jeweils mit zwei einander zugewandt angeordneten Targets verbunden sind und unabhängig voneinander steuerbar sind. Die von den beiden Energieversorgungs leitungen der Targets gelieferten Energien werden unabhängig voneinander gesteuert. Die Bestandteile des dünnen Filmes, der gebildet wird, werden daher ohne Schwierigkeiten bei jedem Zerstäubungsvorgang zur Bildung des dünnen Filmes gesteuert. Darüber hinaus können die Zusammensetzungen des dünnen Filmes in Richtung der Stärke des Filmes geändert werden, wenn die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung verwandt wird.As mentioned above, the atomizing device according to the invention has a first and a second energy source 10 a , 10 b , which are each connected to two mutually facing targets and can be controlled independently of one another. The energies supplied by the two energy supply lines of the targets are controlled independently of one another. The constituents of the thin film that is formed are therefore easily controlled in each sputtering operation to form the thin film. In addition, the compositions of the thin film can be changed in the direction of the thickness of the film when the sputtering device of the present invention is used.
Zerstäubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten Targets zum Ausbilden eines dünnen Filmes, welche zwei Targets mit Magneten, die an gegenüberliegenden Stellen in einem Behälter so angeordnet sind, daß sie einander zugewandt sind, um einen Raum für einen Plasmabereich zu bilden, und eine erste und eine zweite Energiequelle umfaßt, die jeweils mit den Targets verbunden sind und unabhängig voneinander so steuerbar sind, daß die den Targets gelieferten elektrischen Energien unabhängig voneinander gesteuert werden können. Die Zusammensetzung des dünnen Films kann daher problemlos gewählt und bei jedem Arbeitsvorgang gesteuert werden.Atomizing device arranged facing each other Targets for forming a thin film, which two Targets with magnets on opposite Places in a container are arranged so that they facing each other to create a space for one Form plasma area, and a first and a second Includes energy source, each with the Targets are linked and so independently are controllable that the delivered to the targets electrical energies controlled independently can be. The composition of the thin film can therefore easily selected and with every work process to be controlled.
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Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4038497C1 (en) * | 1990-12-03 | 1992-02-20 | Leybold Ag, 6450 Hanau, De | |
| EP0508478B1 (en) * | 1991-04-12 | 1996-07-03 | Nissin Electric Company, Limited | Process for forming metal film, and aluminium film coated matter |
| US5328583A (en) * | 1991-11-05 | 1994-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Sputtering apparatus and process for forming lamination film employing the apparatus |
| JP2911687B2 (en) * | 1992-09-25 | 1999-06-23 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method of magnetic head |
| EP0691419A1 (en) * | 1994-07-05 | 1996-01-10 | General Electric Company | A process and apparatus for forming multi-layer optical films |
| US6033277A (en) * | 1995-02-13 | 2000-03-07 | Nec Corporation | Method for forming a field emission cold cathode |
| DE19617155B4 (en) * | 1995-06-28 | 2007-07-26 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Sputter coating station, method for producing sputter-coated workpieces and use of the station or the method for coating disc-shaped substrates |
| US6423419B1 (en) | 1995-07-19 | 2002-07-23 | Teer Coatings Limited | Molybdenum-sulphur coatings |
| GB9514773D0 (en) * | 1995-07-19 | 1995-09-20 | Teer Coatings Ltd | Methods for improving the sputter deposition of metal-sulphur coatings e.g.molybdenum disulphide(MoS2) coatings |
| JP2904263B2 (en) * | 1995-12-04 | 1999-06-14 | 日本電気株式会社 | Sputtering equipment |
| JPH10255987A (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Tdk Corp | Manufacture of organic el element |
| ES2184265T3 (en) * | 1997-04-14 | 2003-04-01 | Cemecon Ag | PVD COATING PROCEDURE AND DEVICE. |
| JP3886209B2 (en) * | 1997-06-02 | 2007-02-28 | 貞夫 門倉 | Opposite target type sputtering system |
| JP3505459B2 (en) * | 2000-02-10 | 2004-03-08 | 豊明 平田 | Millertron sputtering equipment |
| ATE536628T1 (en) | 2001-04-20 | 2011-12-15 | Gen Plasma Inc | DIPOL ION SOURCE |
| US7294283B2 (en) * | 2001-04-20 | 2007-11-13 | Applied Process Technologies, Inc. | Penning discharge plasma source |
| US7023128B2 (en) * | 2001-04-20 | 2006-04-04 | Applied Process Technologies, Inc. | Dipole ion source |
| US20050006221A1 (en) * | 2001-07-06 | 2005-01-13 | Nobuyoshi Takeuchi | Method for forming light-absorbing layer |
| WO2005028697A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-31 | Applied Process Technologies, Inc. | Magnetic mirror plasma source and method using same |
| US20060249370A1 (en) * | 2003-09-15 | 2006-11-09 | Makoto Nagashima | Back-biased face target sputtering based liquid crystal display device |
| US20050056535A1 (en) * | 2003-09-15 | 2005-03-17 | Makoto Nagashima | Apparatus for low temperature semiconductor fabrication |
| US6962648B2 (en) * | 2003-09-15 | 2005-11-08 | Global Silicon Net Corp. | Back-biased face target sputtering |
| US7243742B2 (en) * | 2003-11-26 | 2007-07-17 | Kutryk Ed A | Drill pipe screen |
| WO2005091329A2 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Sputtering device for manufacturing thin films |
| US20060081467A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Makoto Nagashima | Systems and methods for magnetron deposition |
| US20060081466A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Makoto Nagashima | High uniformity 1-D multiple magnet magnetron source |
| US7425504B2 (en) * | 2004-10-15 | 2008-09-16 | 4D-S Pty Ltd. | Systems and methods for plasma etching |
| US7160122B2 (en) * | 2004-10-27 | 2007-01-09 | Winchester Electronics Corporation | Power connectors and contacts |
| JPWO2006097994A1 (en) * | 2005-03-14 | 2008-08-21 | 株式会社薄膜プロセス | Sputtering equipment |
| US20070084717A1 (en) * | 2005-10-16 | 2007-04-19 | Makoto Nagashima | Back-biased face target sputtering based high density non-volatile caching data storage |
| US20070084716A1 (en) * | 2005-10-16 | 2007-04-19 | Makoto Nagashima | Back-biased face target sputtering based high density non-volatile data storage |
| US20070131538A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Makoto Nagashima | Systems and methods for back-biased face target sputtering |
| US20070205096A1 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Makoto Nagashima | Magnetron based wafer processing |
| US8395199B2 (en) * | 2006-03-25 | 2013-03-12 | 4D-S Pty Ltd. | Systems and methods for fabricating self-aligned memory cell |
| US8454810B2 (en) * | 2006-07-14 | 2013-06-04 | 4D-S Pty Ltd. | Dual hexagonal shaped plasma source |
| US7932548B2 (en) * | 2006-07-14 | 2011-04-26 | 4D-S Pty Ltd. | Systems and methods for fabricating self-aligned memory cell |
| US20080011603A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Makoto Nagashima | Ultra high vacuum deposition of PCMO material |
| US8308915B2 (en) * | 2006-09-14 | 2012-11-13 | 4D-S Pty Ltd. | Systems and methods for magnetron deposition |
| US8821701B2 (en) | 2010-06-02 | 2014-09-02 | Clifton Higdon | Ion beam sputter target and method of manufacture |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1515308B2 (en) * | 1965-11-15 | 1975-03-27 | International Business Machines Corp., Armonk, N.Y. (V.St.A.) | Cathode sputtering process for applying thin layers to substrates |
| JPS61272374A (en) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | Nec Corp | Sputtering device |
| US4784739A (en) * | 1986-12-26 | 1988-11-15 | Teijin Limited | Method of producing a thin film by sputtering and an opposed target type sputtering apparatus |
| DE3107914C2 (en) * | 1981-03-02 | 1992-03-12 | Leybold-Heraeus Gmbh, 5000 Koeln, De |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100627A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-22 | Teijin Ltd | Manufacture of vertical magnetic recording medium |
| US4828668A (en) * | 1986-03-10 | 1989-05-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Sputtering system for deposition on parallel substrates |
| JPH0778275B2 (en) * | 1986-12-03 | 1995-08-23 | 住友電気工業株式会社 | Sputtering device |
| US4963524A (en) * | 1987-09-24 | 1990-10-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Sputtering device for manufacturing superconducting oxide material and method therefor |
| JP2673807B2 (en) * | 1987-10-30 | 1997-11-05 | パイオニア株式会社 | Method for manufacturing magneto-optical recording medium |
| JP2761893B2 (en) * | 1988-08-12 | 1998-06-04 | キヤノン株式会社 | Sputtering equipment |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1037741A patent/JPH02217467A/en active Pending
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- 1989-09-19 DE DE3931212A patent/DE3931212A1/en active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1515308B2 (en) * | 1965-11-15 | 1975-03-27 | International Business Machines Corp., Armonk, N.Y. (V.St.A.) | Cathode sputtering process for applying thin layers to substrates |
| DE3107914C2 (en) * | 1981-03-02 | 1992-03-12 | Leybold-Heraeus Gmbh, 5000 Koeln, De | |
| JPS61272374A (en) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | Nec Corp | Sputtering device |
| US4784739A (en) * | 1986-12-26 | 1988-11-15 | Teijin Limited | Method of producing a thin film by sputtering and an opposed target type sputtering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2228268B (en) | 1993-04-21 |
| DE3931212C2 (en) | 1990-11-15 |
| GB8920847D0 (en) | 1989-11-01 |
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